[發(fā)明專利]喀斯特石漠化的遙感制圖方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110181725.5
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN113076796B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許爾琪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/26;G06V10/774;G06V10/764;G06V10/82;G06F16/29;G06N3/04;G06N20/00
• 代理公司: 北京恒律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11416
• 代理人: 龐立巖;顧珊

本發(fā)明涉及一種喀斯特石漠化的遙感制圖方法及裝置，通過遙感影像數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，有效刻畫并提取反映喀斯特石漠化特征的信息，以提高機器學(xué)習(xí)算法對各石漠化等級的識別能力。同時，采用面向?qū)ο蟮牟呗远x石漠化單元，實現(xiàn)了喀斯特石漠化的待分級單元的自動繪制，勾勒石漠化制圖單元。基于此，通過少量的樣本數(shù)據(jù)，即可快速實現(xiàn)喀斯特石漠化的制圖，在提高了制圖的精度和效率的同時，兼具自動化程度高和具備可移植性的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地理信息圖像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種喀斯特石漠化的遙感制圖方法及裝置。

背景技術(shù)

喀斯特石漠化作為一種特殊的土地荒漠化類型，是全球范圍內(nèi)重大的經(jīng)濟、生態(tài)和環(huán)境問題，威脅著社會的可持續(xù)發(fā)展。快速準(zhǔn)確地繪制區(qū)域喀斯特石漠化空間分布，可有效實現(xiàn)石漠化動態(tài)監(jiān)測，輔助石漠化治理措施的制定和效果評估。遙感影像成為大范圍石漠化空間制圖的重要來源，由于以往研究采用的目視解譯技術(shù)費時費力，采用自動、半自動識別方法進(jìn)行高精度制圖具有重要的意義。

目前常用石漠化遙感自動半自動制圖方法主要包括監(jiān)督分類方法、機器學(xué)習(xí)算法、石荒漠化分級指數(shù)和光譜混合分解等。然而，上述方法皆是以像元最小研究單元，在像元尺度上進(jìn)行表征石漠化相關(guān)信息的提取，這些信息實質(zhì)上受到來自周圍像元的光譜信息的影像，容易增加制圖的誤差，在喀斯特地區(qū)這種海拔梯度明顯、地形破碎的區(qū)域尤其如此。不同研究中選擇不同大小甚至形狀的單元來判斷石漠化等級，使得石漠化的分級判別存在較大的不確定性，制約著現(xiàn)有石漠化自動化制圖方法的精確度和可靠性。同時，喀斯特石漠化的遙感制圖，有別于傳統(tǒng)土地利用的遙感制圖，并不是對特定的地物進(jìn)行識別，而是對土壤、巖石和植被的混合對象進(jìn)行制圖。目前卻沒有統(tǒng)一的規(guī)則來進(jìn)行制圖單元的繪制，研究單元的大小不同往往導(dǎo)致石漠化分級結(jié)果的差異，使得石漠化的分級判別存在較大的不確定性。

由此可見，傳統(tǒng)的喀斯特石漠化的遙感制圖方法還存在以上不足。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對傳統(tǒng)的喀斯特石漠化的遙感制圖方法還存在的不足，提供一種喀斯特石漠化的遙感制圖方法及裝置。

一種喀斯特石漠化的遙感制圖方法，包括步驟：

獲取研究區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)；其中，專題數(shù)據(jù)包括巖性數(shù)據(jù)、海拔數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)；

根據(jù)遙感影像數(shù)據(jù)計算植被指數(shù)、建筑指數(shù)和水體指數(shù)，并根據(jù)海拔數(shù)據(jù)計算坡度；

根據(jù)巖性數(shù)據(jù)剔除研究區(qū)內(nèi)的非喀斯特石漠化區(qū)域，獲得喀斯特石漠化待分級區(qū)域；

根據(jù)遙感影像數(shù)據(jù)對喀斯特石漠化待分級區(qū)域進(jìn)行面向?qū)ο蟮亩喑叨确指睿瑢⒍喑叨扔跋穹指罱Y(jié)果中最優(yōu)影像分割結(jié)果作為喀斯特石漠化的待分級單元；

獲取待分級單元在各喀斯特石漠化等級的參照樣本，獲得參照樣本集；

根據(jù)各待分級單元數(shù)據(jù)的最大值、最小值、平均值和方差建立待分級單元的特征數(shù)據(jù)集；其中，待分級單元數(shù)據(jù)包括遙感影像波段數(shù)據(jù)、海拔、坡度、植被指數(shù)、建筑指數(shù)和水體指數(shù)；

將參照樣本集作為機器學(xué)習(xí)算法的訓(xùn)練樣本，并將特征數(shù)據(jù)集作為機器學(xué)習(xí)算法的輸入?yún)?shù)，通過機器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行研究區(qū)的石漠化分級，以繪制石漠化空間分布。

上述的喀斯特石漠化的遙感制圖方法，通過遙感影像數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，有效刻畫并提取反映喀斯特石漠化特征的信息，以提高機器學(xué)習(xí)算法對各石漠化等級的識別能力。同時，采用面向?qū)ο蟮牟呗远x石漠化單元，實現(xiàn)了喀斯特石漠化的待分級單元的自動繪制，勾勒石漠化制圖單元。基于此，通過少量的樣本數(shù)據(jù)，即可快速實現(xiàn)喀斯特石漠化的制圖，在提高了制圖的精度和效率的同時，兼具自動化程度高和具備可移植性的優(yōu)點。

在其中一個實施例中，遙感影像數(shù)據(jù)為Landsat 8OLI遙感影像數(shù)據(jù)。

在其中一個實施例中，巖性數(shù)據(jù)包括不同比例碳酸鹽巖和碎屑巖組合數(shù)據(jù)。